Anastasios (Andy) Tzanidakis estava revisando observações arquivadas do telescópio de 2020 quando notou algo incomum. Uma estrela aparentemente comum chamada Gaia20ehk estava se comportando de uma forma que os astrônomos raramente veem. Localizada a cerca de 11.000 anos-luz da Terra, perto da estrela Pupis, Gaia20ehk é uma estrela estável da “sequência principal” semelhante ao nosso Sol. Esses tipos de estrelas geralmente brilham com um brilho constante e previsível. Em vez disso, ele começa a sacudir de forma irregular.
“A emissão de luz da estrela era boa e plana, mas a partir de 2016 ela tinha esses três brilhos. E então, por volta de 2021, ficou completamente apagada”, disse Tzanidakis, doutorando em astronomia na Universidade de Washington. “Não consigo enfatizar o suficiente que estrelas como o nosso Sol não fazem isso. Então, quando o vimos, pensamos: ‘Olá, o que está acontecendo aqui?'”
Evidências apontam para uma colisão planetária gigante
Os pesquisadores finalmente determinaram que o comportamento estranho não vinha da estrela. Em vez disso, grandes quantidades de rocha e poeira passaram na frente das estrelas enquanto elas orbitavam o sistema, bloqueando parcialmente a luz em direção à Terra. Os destroços parecem ter sido criados por um evento extraordinário: uma colisão violenta entre dois planetas.
“É incrível que diferentes telescópios tenham capturado este efeito em tempo real”, disse Tzanidakis. “Existem poucas outras colisões planetárias de qualquer tipo registadas e nenhuma tão semelhante aos impactos da Terra e da Lua. Se pudermos observar mais momentos deste tipo noutros locais da galáxia, isso irá ensinar-nos muito sobre a estrutura do nosso mundo.”
A análise da equipe foi publicada em 11 de março Cartas de diários astrofísicos.
Por que os planetas colidem?
A formação planetária é um processo caótico. Em torno de estrelas jovens, a gravidade reúne materiais como poeira, gás, gelo e detritos rochosos que orbitam a estrela. Nos estágios iniciais de um sistema solar, são comuns as colisões entre corpos planetários em crescimento. Alguns mundos são destruídos, enquanto outros são lançados no espaço. Ao longo de milhões de anos, este processo gradualmente molda e estabiliza sistemas planetários como o nosso.
Embora estas colisões sejam provavelmente comuns no Universo, testemunhar uma delas a partir da Terra é extremamente difícil. Para detectá-lo, os detritos em órbita devem passar diretamente entre nós e a estrela, bloqueando parte da sua luz. O padrão opaco resultante pode se desdobrar lentamente, às vezes ao longo de anos.
“O trabalho único de Andy usa décadas de dados para descobrir coisas que acontecem lentamente – histórias astronómicas que abrangem uma década”, disse o autor sénior James Davenport, professor assistente de investigação de astronomia da UW. “Não são muitos os investigadores que procuram eventos desta forma, o que significa que todos os tipos de descobertas estão potencialmente disponíveis.”
Sinais infravermelhos revelam detritos quentes
Tzanidakis, principal autor do estudo, concentra-se em estrelas que apresentam mudanças dramáticas no brilho ao longo do tempo. Pesquisas anteriores da Universidade de Washington ajudaram a identificar um sistema no qual uma estrela binária e uma grande nuvem de poeira produziram um eclipse que durou sete anos.
Gaia20ehk, no entanto, apresentou um quebra-cabeça totalmente diferente. Seu brilho primeiro diminui brevemente e depois se torna extremamente caótico. Os cientistas lutaram para explicar o padrão até que Davenport sugeriu testar observações feitas em luz infravermelha em vez de luz visível.
“A curva da luz infravermelha era exatamente o oposto da luz visível”, disse Tzanidakis. “À medida que a luz visível começa a piscar e a diminuir, a luz infravermelha aumenta. O que pode significar que o material que bloqueia a estrela é quente – tão quente que brilha no infravermelho.”
Uma violenta colisão planetária poderia facilmente gerar esse nível de calor. Tal evento também explicaria quedas anteriores no brilho observadas pelos astrônomos.
“Isso pode ser devido aos dois planetas espiralando cada vez mais perto um do outro”, disse Tzanidakis. “Primeiro, tiveram uma série de impactos rasantes, que não produziriam muita energia infravermelha. Depois, tiveram grandes colisões catastróficas, e o infravermelho realmente aumentou.”
Um possível eco da formação da lua na Terra
Há também indicações de que esta colisão pode ter sido análoga ao evento que formou a Terra e a Lua há cerca de quatro mil milhões e meio de anos. A nuvem de detritos ao redor de Gaia20ehk parece orbitar a estrela a cerca de uma unidade astronômica, que é aproximadamente a mesma distância entre a Terra e o Sol.
Nesse local, o material espalhado poderia eventualmente arrefecer e fundir-se em novos corpos planetários, formando potencialmente algo como o sistema do tipo lunar da Terra. No entanto, os cientistas terão de esperar que a nuvem de detritos se assente antes de saber o que se formará. Esse processo pode levar anos ou até milhões de anos.
Futuros telescópios podem detectar muito mais colisões
Por enquanto, a descoberta destaca a importância de mais pesquisas sobre o impacto planetário. Espera-se que o Telescópio de Pesquisa Simoni do Observatório NSF-DOE Vera C. Rubin desempenhe um papel importante ainda este ano, quando começar a pesquisar sucessões no espaço e no tempo. De acordo com as estimativas aproximadas de Davenport, o Observatório Rubin poderá detectar cerca de 100 colisões semelhantes na próxima década.
Encontrar mais eventos deste tipo poderia melhorar a compreensão dos cientistas sobre como os sistemas planetários evoluem e ajudar a restringir a procura de mundos habitáveis fora do nosso sistema solar.
“Quão raro é o evento que criou a Terra e a Lua? Esta questão é fundamental para a astronomia”, disse Davenport. “A Lua parece ser um elemento mágico que torna a Terra um bom lugar para a vida. Pode ajudar a proteger a Terra de alguns asteróides, cria marés oceânicas e condições meteorológicas que permitem que a química e a biologia se misturem globalmente, e também pode desempenhar um papel na condução da actividade das placas tectónicas. Neste momento, não sabemos quão comuns são estes gatos. Vamos começar a descobrir isso.”
